电磁场理论教学大纲.docVIP

《电磁场理论》课程教学大纲 课程代码：（080059） 课程负责人：柯亨玉 课程中文名称: 电磁场理论 课程英文名称：Electromagnetic Theory 课程类别：必修 课程学分数：3 课程学时数：54 授课对象：电子信息类大学本科 本课程的前导课程：高等数学、电磁学、光学、数学物理方法 教学目的和要求 电磁场理论电子与信息技术类专业一门必修的基础课程。其教学的目的和要求是通过该课程的学习，使学生掌握宏观电磁场与电磁波的基本属性、运动规律和基本分析方法；了解宏观电磁场与电磁波的主要应用领域及其工作原理；培养学生用理性思维、举一反三、应用数学方法解决问题、知识综合应用能力和创新意识。 二、 课程内容与学时分配 内 容 学时 序论，矢量分析基础，场论分析基础 3 场论分析基础，矢量场的Helmholtz定理 3 电磁场的实验定律，真空中的Maxwell方程组 3 介质的电磁特性，介质中的Maxwell方程和边界条件 3 静电场及其方程，静电场能量, 恒定电流的磁场及其方程，磁场能量 3 静态电磁场问题,静态电磁场唯一性定理，Laplace方程的分离变量方法 3 Green函数方法，镜像方法及其应用 3 时变电磁场及其势函数，d’Alembert方程，推迟势 3 时变电磁场能量，电磁场的时谐分解，波动方程 3 平面电磁波概念，平面电磁波的极化 3 电磁波的辐射，辐射场的特点及计算公式,电偶极子天线的辐射特性 3 磁偶极子的辐射特性、天线的基本概念 3 阵列天线概念，雷达简介 3 广义Maxwell方程—缝隙天线 ，时变电磁场的镜像方法 3 行波、驻波、波阻抗概念;平面波的反射、折射及应用 3 导电介质中平面电磁波的传播 3 介质的色散、电磁波的速度 3 各向异性介质中电磁波传播，电磁波的绕射—Kirchhoff公式 3 绪论：电磁场理论发展简历，电磁场理论的应用领域和主要问题 第一章 矢量分析与场论基础 1 正交曲线坐标系 2 矢量及其运算 3 标量场的梯度 4 矢量场的散度 5 矢量场的旋度 6 矢量场的Helmholtz定理 重点讲授内容：正交曲线坐标系，标量场的梯度、矢量场的散度和旋度。 第二章 宏观电磁场的基本规律 1 电荷与电流 2 Coulomb定律与静电场 3 Ampere定律与恒定电流的磁场 4 真空中的Maxwell方程 5 介质与介质中的Maxwell方程 6 电磁场的边界条件 重点讲授内容：宏观电磁现象的实验定律，真空中的Maxwell方程组，介质的极化和磁化，介质中的Maxwell方程组和边界条件。 第三章 静态电磁场 1 静电场的及其方程 4 恒定电流的磁场 5 电感与磁场的能量 重点讲授内容：静态电磁场的定解问题。 第四章 静态电磁场的求解方法 1 静态电磁场的唯一性定理 2 Laplace方程的分离变量方法 3 Green 函数方法 4 镜像方法 5 势函数的多极矩展开 重点讲授内容：静态电磁场的唯一性定理，分离变量方法、Green函数方法、镜像方法。 第五章 时变电磁场 1 时变电磁场的势函数 2 推迟势 3 时变电磁场的能量 4 时变电磁场的唯一性定理 5 时谐电磁场 6 均匀平面电磁波 重点讲授内容：时变电磁场的波动方程，势函数与推迟势，Poynting定理Maxwell方程 6 雷达的基本概念 重点讲授内容：电磁波辐射场的基本特点与计算公式，电偶极子、磁偶极子辐射特性及 其主要参数，天线概念。 第七章 电磁波传播的理论基础 1 行波、驻波与波阻抗 2 均匀平面波对界面的斜入射 3 导电介质中电磁波的传播 4 电磁波的速度与介质的色散 5 电磁波的衍射 6 各向异性介质的电波传播 重点讲授内容：理想介质空间电磁波的传播和等效波阻抗概念；电磁波的反射、折射及其应用；导电介质中平面电磁波的传播、介质的色散和电磁波传播的速度概念。 三、教材与参考书 教 材：电磁场理论，人民邮电出版社，柯亨玉，2004 主要参考书： Electromagnetics with Application（Fifth Edition，Kraus J D，Fleisch D A ，McGraw-Hill Companies，1999 , 电子工业出版社，毕德显,1985 电动力学（第二版，(郭硕鸿），高等教育出版社，1995 电磁场理论基础，清华大学出版社，王蔷，李定国，龚克，2001 电磁场与电磁波（第三版），高等教育出版社，谢处方，饶克谨等，1999 四、作业和考核方式 整个教学过程共安排9次作业，名次大约6个练习题。课程考核由平时考核和期末考试相结合。其中平时考核由课堂讨论、